约公元前100多年,汉王朝太史公司马迁受命撰写史书,行遍大江南北,当他驻足于水流迅疾的岷江之畔、离堆之上,一座工程深深地震撼了他。在《史记·河渠书》里,他为后世留下了关于都江堰最早的记载:“于蜀,冰凿离堆,辟沫水之害。” 如今,这座工程已经2279岁了。它早已与岷江融为一体,湍急的江水被其“驯服”,化作大大小小的河流,润泽成都平原广袤沃土,灌溉面积超过一千万亩。
约公元前100多年,汉王朝太史公司马迁受命撰写史书,行遍大江南北,当他驻足于水流迅疾的岷江之畔、离堆之上,一座工程深深地震撼了他。在《史记·河渠书》里,他为后世留下了关于都江堰最早的记载:“于蜀,冰凿离堆,辟沫水之害。”
如今,这座工程已经2279岁了。它早已与岷江融为一体,湍急的江水被其“驯服”,化作大大小小的河流,润泽成都平原广袤沃土,灌溉面积超过一千万亩。
作为世界上现存最古老、规模最大、维护最完整的灌溉工程之一,2000年1月,都江堰被联合国教科文组织列入世界文化遗产。这个唯一以水利为主题的世界文化遗产以它悠久的历史、独有的科学文化价值被永久保留和尊重。
无坝引水工程的经典
都江堰位于四川省成都市,据传由战国时期秦国蜀郡郡守李冰及其子于公元前256年主持始建。
整个都江堰枢纽可分为渠首和灌溉水网两大系统,其中渠首包括分水工程“鱼嘴”、溢洪排沙工程“飞沙堰”、引水工程“宝瓶口”三大主体工程。
“鱼嘴”因其形如鱼嘴而得名。它位于江心,把岷江分成内外二江。外江在西,又称“金马河”,是岷江正流,主要用于行洪;内江在东,是人工引水总干渠,主要用于灌溉,又称“灌江”。“鱼嘴”决定了内外江的分流比例,是整个都江堰工程的关键。
内江取水口宽150米,外江取水口宽130米,利用地形、地势使江水在“鱼嘴”处按比例分流。春季水量小时,四成流入外江,六成流入内江,以保证春耕用水;春夏洪水期,水位抬高漫过“鱼嘴”,六成水流直奔外江,四成流入内江,使灌区免受水淹。这就是所谓“分四六,平潦旱”。此外,在古代还会使用杩槎(用来挡水的三脚木架)来人工改变内外两江的分流比例。
“都江堰是中国古代无坝引水工程的经典,创造出与自然和谐共存的水利形式,是具有独特美学意境的水工建筑。”中国水利学会水利史研究会会长、中国水利水电科学研究院副总工程师谭徐明说。
据她介绍,无坝引水是中国古代水利工程最基本的建筑形式,其主要特点是规划上的科学性,它充分利用河流水文以及地形特点布置工程设施,使之既满足引水或通航的需求,又不改变河流原有的自然特性。古代都江堰渠首及以下的各级渠道均为无坝引水的工程形式,与天然河道类似的渠系集灌溉、防洪、水运和城市供水等功能于一体。
“都江堰利用岷江地形修筑,以最少的工程设施,实现了引水与水量的节制。”谭徐明说,渠首段河流的地形、河流水文和水力学特性与每一处工程设施的功用是协调运作的整体,共同决定了都江堰引水、排洪和排沙的能力。一方面河道地形决定了各工程设施的布置;另一方面通过工程措施可以保持河床地形的相对稳定,这体现了都江堰在规划方面的卓越成就。
英国学者李约瑟曾在《四川——自由中国的心脏》中写到都江堰:“将超自然、实用、理性和浪漫因素结合起来,在这方面任何民族都不曾超过中国人。”
传统中国的自然观
在人类文明的进程中,水利活动始终扮演着重要角色。
都江堰不仅是古代工程的奇迹,更是一座饱含中国水利技术、传统文化的博物馆。
“中国水利工程的规划理念和技术内核少有征服自然的意识,其蕴含的生命力和文化的魅力来自于对自然与河流的尊重。”谭徐明说,都江堰也是“历史模型”,最具象地展示了成功的水利工程如何从尊重自然、利用自然中获益,其对社会和区域环境又有怎样的贡献。
在都江堰的建设中,以石、木和竹为主的建筑材料和河工构件均直接源于自然,“这类因地制宜、就地取材的工程形式与河流环境融为一体,暗含着古代人水利规划与建筑形式的自然观。”谭徐明说。
站在今天回望,我们该如何认识和理解都江堰?
谭徐明给出她的解释:“我们的视野不应局限在水利工程本身的历史,而要将它与区域乃至国家的历史联系起来,放大到它所惠泽的成都平原去理解;同时也不应局限于都江堰的竹笼、杩槎之类的工程技术,而应从中领略传统水利的科学内涵,以及由它所创造出的水工美学的意境。”
另外,认识都江堰,不能忽略都江堰独有的文化现象。“都江堰堪称世界上管理最好的古代水利工程,历史时期都江堰已经具有现代流域水资源一体化管理的机制,灌区管理还扩展到区域公共设施的管理。”谭徐明进一步解释,都江堰2000多年的延续是工程的延续,更是管理的延续,由水利的延续管理衍生出区域文化,“这个文化是非常实实在在的。”
早在汉代,朝廷就已设官员专门对都江堰进行管理。明清时期在渠首所在地灌县设官署,行政长官明代为水利佥事,清代称水利同知。四川省、成都府及灌区各县则有专管官员,负责岁修和用水管理。
在谭徐明看来,成都平原从都江堰这座伟大的工程获益长达2000多年,是古代哲人“天人合一”自然观的最好诠释,是对今人可持续发展理念的最好例证。从对江河的利用与改造,到水利工程的未来,都江堰留给后人的财富远远超越了工程本身。生于成都,长于成都,谭徐明对都江堰灌区十分熟悉,也充满感情,“都江堰造就了成都平原的河流,成都大大小小的河流都属于都江堰的水系。我家推开窗户就是一条小河,上面有拱桥。府河和南河(锦江)是我们游泳和端午看龙舟比赛的地方。”
跨越时空的科学性
2021年4月,中国人民银行发行“中国能工巧匠金银纪念币”,其中一枚5克金币以李冰和都江堰为题材,背面图案就是都江堰水利主体工程,并辅以文字“深淘滩、低作堰”。
“深淘滩、低作堰”是刻在都江堰二王庙石壁上的治水“三字经”,与“遇弯截角、逢正抽心”的河工“八字诀”一起被奉为都江堰的传世准则。前者是古人从无数经验教训中凝练出的都江堰工程技术规范,后者则不仅适用于都江堰,而且是治理堆积性(增坡性)河流的普遍性法则,被后世遵循。
“美国到1936年才从治理密西西比河下游的经验认识到截弯取直是正确的法则。在这以前,普遍认为取直后洪流将径奔下游,使下游流率增大,水位抬高,因而是不利的。殊不知当弯道和捷径同时存在下,两道并流,增加了河槽临时蓄水的容量,只会使下游洪水流率和水位减低。而我都江堰2200年前就已建立了这个治河法则。”我国著名水利工程专家黄万里在《论都江堰的科学价值与发展前途》中写道。
从设计和建造开始,都江堰就没有被视作一劳永逸的工程。从一开始,都江堰便有了维护制度,被称为“岁修”。这是一项复杂的系统工程,必须要在每年极短的枯水期内完成。
清末,西方现代建筑材料和技术传入中国,1935年,“鱼嘴”部分首先改用混凝土浇筑,这种永久性的工程结构让都江堰省去耗费人力的“岁修”,此后,“金刚堤”“鱼尾”“飞沙堰”陆续换掉了竹笼卵石材料,改为混凝土浇筑,古老的都江堰与现代建筑材料结合在一起。
2018年,经国际灌溉委员会评定,都江堰被确认为世界灌溉工程遗产。
据谭徐明介绍,中国目前有19处灌溉工程遗产,其中浙江有17处、四川有2处。“通过19项灌溉遗产的申报和保护,我们发现了很多以前不知道的水利工程,使很多濒于消亡的灌溉工程得到保护,使优秀的水利技术得到认识和传承,并且感受到中国水利工程的确文化深厚,认识到历史不只在教科书上,而是实实在在地存在于大地上。”谭徐明说,都江堰既是一座有着悠久历史意义的水利工程,又是一座自然造化与人工斧凿浑然天成的建筑物;其巨大效益延续至今,是人与自然和谐相处的水利工程的典范。